糖化血红蛋白的研究进展

国际内科学杂志2008年10月第35卷第10期　

糖化血红蛋白的研究进展

薛声能　综述;　程　桦　审校

摘要:糖化血红蛋白(HbA1c)作为反映长期血糖水平的金标准,是监测糖尿病治疗的重要指标。近年来有关HbA1c检测的标准化问题越来越引起人们关注。本文对HbA1c的基本概念、主要检测方法、干扰测定的因素、临床应用,特别是有关标准化问题作一综述。关键词:糖化血红蛋白;　糖尿病;　标准化

中图分类号:R4461112　文献标识码:A　文章编号:100422369(2008)1020586203

TheprogressinresearchesonglycosylatedhemoglobinA1c　XUESheng2neng,CHENGHua1DepartmentofEndocrinology,TheSecondAffiliatedHospital,SunYat2SenUniversity,Guangzhou510120,ChinaAbstract:Glycosylatedhemoglobin(GHb)usedasagoldstandardreflectinglongtermlevelofbloodglucose,isanimportantindextomonitorthebloodglucoselevelofpatientswithdiabetesmellitus1ThestandardizationofhemoglobinA1c(HbA1c)hasattractedmoreandmorepeople’sattentioninrecentyears1Thebasicconcept,majordetectionmethods,interferencefactors,clinicalapplication,especiallythestandardizationofHbA1cwerereviewedinthisarticle1

Keywords:Glycosylatedhemoglobin;Diabetesmellitus;Standardization

(IntJInternMed,2008,35:5862588)

　　全球糖尿病(DM)患病率很高,是严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题,DM的防治一直是医学研究的热点。传统的DM诊断和治疗监测采用空腹血糖(FBG)、餐后血糖(PBG)和口服葡萄糖耐量试验(OGTT)等,但是血糖参数仅代表抽血时的瞬间血糖水平,而糖化血红蛋白(GHb)作为反映长期血糖水平的金标准,也是监测DM治疗的重要指标。近年来有关血红蛋白(Hb)A1c检测的标准化问题越来越引起人们关注。本文对GHb的基本概念、主要检测方法、干扰测定的因素、临床应用,特别是有关标准化问题作一综述。1　HbA1c的概述

GHb是指由血红蛋白和葡萄糖通过非酶促的

把人类HbA分离成至少3种比HbA带更多阴电荷的较小成分,按照从柱中洗涤出来的顺序先后把它们分别称为HbA1a、HbA1b和HbA1c。但当时并没有发现这些成分与DM之间的关系。直到1975年,人们才逐渐认识到HbA1c来源于与葡萄糖结合经翻译修饰后的HbA,以及HbA1c与FBG、葡萄糖耐量试验中的葡萄糖峰值以及曲线下面积、过去数周的平均血糖水平等之间的密切关系。1980年HbA1c已经成为DM常规临床检测项目,一直作为

反映长期血糖水平的金标准和DM并发症的风险测定指标,应用于临床和科研工作中。2　HbA1c的检测方法

临床实验室常用的HbA1c分析方法分为两大类:一类基于HbA1c和非HbA1c所带电荷不同,包括阳离子交换层析法、电泳法和等电位聚焦法;另一类基于GHb基团结构不同,包括亲和层析法和免疫学方法。其中阳离子交换层析法和亲和层析法应用最为广泛。

阳离子交换层析法利用能交换离子的材料为固定相来分离离子型化合物。该方法批内和批间变异

系数(CV)均小于3%,检测结果不受所存在的变异

缓慢结合而形成的一种Hb组分。GHb的形成是不可逆的,其合成率与血液中的葡萄糖浓度直接成比例。又因为红细胞的平均寿命是120d,所以血中GHb的水平代表了120d以来的平均血糖水平。HbA1c作为GHb的一种亚型,是GHb各组分中最

具特征的,同时也是目前研究得最广泛的

[1]

。

一般人红细胞中HbA的含量占全部Hb的90%。1958年Allen等报道用阳离子交换层析仪能

收稿日期:2008203218;修回日期:2008207208

作者单位:中山大学附属第二医院内分泌科,广东　广州　510120

　国际内科学杂志2008年10月第35卷第10期

・587・

平均肾糖阈为10mmol/L,肾糖阈越高,HbA1c就越

高,虽然肾糖阈不影响HbA1c与平均血糖的相关性,但影响HbA1c的水平。

目前普遍存在一个错误概念,认为HbA1c反映几周和几个月以来的平均血糖水平,因此大的血糖变化必须数周以后才能被检测到。数学模型预测和体内研究证实,尽管一天的平均血糖水平不能在HbA1c水平中充分反映出来,但120d中平均血糖

型Hb及其衍生物和各种共存干扰物的影响,精密度好,性能稳定,并且检测快速。

亲和层析法中应用最多的是硼酸亲和层析法。使用一种水溶性蓝色硼酸衍生物,总Hb包括与硼酸结合的Hb被沉淀,并被聚集在过滤层,通过双波长反射比色分析系统进行测定,结果直接以HbA1c百分数表示。这种方法简便、快速,其CV仅3%,线形范围可达20%,与其它已确认的分析方法相比具有良好的相关性。

最近,国际临床化学联盟(IFCC)建立了一种通过质谱分析特异性检测HbA1c分子浓度的新方法。首先用生理盐水清洗红细胞,然后去除醛亚胺,用水使红细胞溶解,其溶血产物经内蛋白酶作用获得HbA1c和HbAO的N端6肽,经反相液相色谱分离,大的变化总会伴随着HbA1c数值一个大的变化。不考虑开始时的HbA1c水平,HbA1c达到新的稳定水平的中点在30～50d。因此,在1～2周内(不是3～4月)大幅度的平均血糖变化会伴随HbA1c的变化。HbA1c与最近发生事件的相关性大于较前发生的事件。30d前的血糖水平对当前HbA1c结果的贡献为50%,而90～120d前的只占10%4　HbA1c的临床应用411　DM病情监测和预后判断

HbA1c是DM患者较理想的监测指标,反映测

[1]

最后用电喷雾电离质谱法测定。但是,这种方法因为操作复杂且费时、花费大而不能用于常规临床实验室的检测,仅限于HbA1c测定的标准化。3　干扰HbA1c测定的因素

。

不管用什么检测方法,降低红细胞平均寿命的因素都会使HbA1c的结果偏低。有报道指出62磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)缺乏的患者,红细胞平均寿命仅为正常人的1/4,大大降低了HbA1c的形成,故伴有G6PD缺乏的DM患者用HbA1c作为DM监控指标可能会造成偏差,宜使用血糖测定。维生素C和E可以抑制Hb的糖基化从而使HbA1c结果偏

定前几周或几个月平均血糖状况。早在2002年,美国DM协会(ADA)已经将其作为DM血糖控制的金标准。ADA指南中,将特定的HbA1c值作为靶值来确定DM患者的治疗目标

[4]

;质量保证计划将

[1]

HbA1c作为评估DM护理质量的指标

。ADA推

荐新发DM患者必须测定HbA1c,达标患者至少每年测2次,更改治疗方案或血糖水平没有达标的患者每年测4次。DCCT要求强化治疗组每月测1次、标准治疗组每4个月测1次HbA1c。

妊娠期DM(GDM)与胎儿并发症有关。尤其是在胚胎发育的头3个月,母体HbA1c水平对健康胎儿的孕育极为重要,对判断GDM患者胎儿是否畸形、死胎和子痫前期则意义更大,故测定HbA1c是GDM控制的重要参数

[6]

[5]

低。此外,高甘油三酯血症、高胆红素血症、尿毒症、

慢性酒精中毒、长期摄入水杨酸、鸦片成瘾、Hb病和Hb的化学修饰衍生物都会干扰HbA1c的测定Bry等

[3]

[122]

。

归纳了来自糖化血红蛋白变体和内转物干

扰的报道,并公布在美国国家HbA1c的标准计划网址上(http://www1ngsp1org/),建议各实验室的CV应低于4%(理想低于3%),并且应在美国临床实验标准委员会(NCCLS)指导下建立自己的参考范围。实验室应为临床医生提供关于测定方法的基本信息,包括分析方法的类型、非DM参考范围、潜在实验影响因素和实验操作的不精确度,如CV等。

解释HbA1c检测结果时,必须考虑以下方面

[1]

。Kennedy等

[7]

研究发现,

HbA1c能够很好地反映妊娠妇女在家中的血糖测

定结果,是其平均血糖水平最佳预言者。

DM控制及并发症研究(DCCT)和英国前瞻性DM研究(UKPDS)证实,HbA1c是DM并发症的独立危险因素

[8]

。Tanaka等对几千例DM患者经过6

:①HbA1c检测结果与平均血糖之间的相关

性、HbA1c动力学(即HbA1c随血糖水平的变化)、特定检测方法的局限性和其它影响结果的因素;②HbA1c与平均血糖的关系是否对所有患者都一样?不同患者HbA1c的临床重要性是否不同?有研究发现HbA1c与平均血糖的相关性存在明显个体差异,可能与糖化率不同有关;③肾糖阈有个体差异,

～9年的研究观察,发现HbA1c如未超出参考值上

限1%(即7%),患者不会出现DM视网膜病变和DM肾病;如超出上限1%～2%,并发症略有上升;

超过2%,微血管并发症的危险性就大大增加。另有研究显示,HbA1c还可以预测非DM患者的心血管疾病,因为即使在非DM患者中,HbA1c也与冠状动脉疾病和颈动脉内膜增厚的发生率相关。

・588・412　诊断DM

国际内科学杂志2008年10月第35卷第10期　

目前对于HbA1c作为诊断DM的指标尚存在争议。大多数血糖高于正常的DM患者,伴有HbA1c增高;FBG正常而糖耐量下降的患者,HbA1c

及检测仪器之间的标准化校正,参照物存在来源不一致、有一定变异度等缺点。为了进一步使HbA1c测定标准化,需要一种仅仅测定一个明确的分析物的参考系统。经过数年努力,IFCC建立了一种通过质谱分析检测HbA1c的全新方法即IFCC参考系统。它采用生物合成的HbA1cβ链N端前6位氨基酸组成的多肽作为参照物,克服了NGSP参照体系的缺点,有利于进行全球的标准化校正。其检测值较NGSP2HbA1c检测值低(相差115%～119%)。IFCC2HbA1c结果采用更精确的科学定量单位(mmol/mol)表达[12]。在对IFCC2HbA1c和NGSP2HbA1c结果进行比较后,建立了简单的回归方程来也可以增高。DCCT提示HbA1c与平均血糖相关:平均血糖升高95mmol/L,HbA1c就升高1%

[1]

。

Yoshihik等联合使用HbA1c和FBG检查了109例DM患者,根据HbA1c筛选出了18例FBG正常的DM患者,说明HbA1c可以部分替代OGTT筛查DM。另外,HbA1c测定不受抽血时间、饮食和是否

使用降糖药等因素影响,而且患者不必多次抽血,较OGTT更为方便

[9]

。正因为日本人群HbA1c浓度为

611%时,对应的FBG值为710mmol/L,餐后2h血糖值为1111mmol/L,日本DM协会新增HbA1c≥615%作为DM诊断标准[10]

表示两者之间的关系,称为主导公式(Masterequa2

[13]

tion):NGSP2HbA1c(%)=01915×IFCC2HbA1c(%)+2115或NGSP2HbA1c(%)=010915×IFCC2HbA1c(mmol/mol)+2115。NGSP2HbA1c结果可

。

413　非DM高血糖的鉴别诊断

各种应激状态,如心肌梗死、脑血管意外和输入高渗葡萄糖后,都可以使血糖升高,但HbA1c不升高,若为DM患者则HbA1c必定升高。检测HbA1c

有助于两者的鉴别诊断。5　HbA1c的标准化

HbA1c作为反映长期血糖水平的金标准,是监

由公式进行换算,如NGSP2HbA1c值5%相当于33mmol/mol,NGSP2HbA1c值615%相当于48mmol/mol,NGSPHbA1c值8%相当于65mmol/mol。目

前,IFCC参考系统仅用于对HbA1c检测进行标准化,而不用于日常临床检验

[13]

。

2007年5月4日ADA、欧洲DM研究协会(EASD)、IFCC和国际DM联盟(IDF)在意大利米

测DM治疗的重要指标。近年来有关HbA1c检测

的标准化问题越来越引起人们关注。临床上认为HbA1c可反映过去几个月的平均血糖水平,但是研

兰举行了联席会议,与会者达成共识,发表了“HbA1c检测全球标准化的联合声明”:①HbA1c的检测结果,包括参考系统和结果报告,应当在全球范围内实行标准化;②全新的IFCC参考系统是HbA1c检测标准化唯一的参考系统;③在全球范围

[14]

究结果并不十分支持这个观点,而且实际上也无法

通过频繁地检测血糖来获得真正的“平均”血糖水平。HbA1c的检测方法不下30种,不同实验室采用不同的方法导致检查结果差异甚大。1990年前期的一系列研究显示,尽管各种测定HbA1c的方法有很大的不同,但是技术的标准化是可行的。1996年美国国家GHb标准化程序(NGSP)着手以DCCT的数值为基础对HbA1c检测进行标准化,把NGSP参考实验室网络中各种实验方法都校准为DCCT参考方法(即NGSP参考系统),并建议各实验室只能采用被NGSP认可的方法来检测HbA1c。同时NG2SP还对现行的HbA1c检测采用测定GHb混合物的参考系统进行了校正,使临床实验室的HbA1c检测结果与DCCT的检测结果更具有相关性,大大减少了各实验室之间的差异。有调查显示自1996年以来,99%的实验室用HbA1c或相似形式的报告,98%的实验室使用NGSP认证的方法

[11]

内,HbA1c检测结果应采用IFCC单位(mmol/mol)和根据IFCC2NGSP主导公式计算得出的NGSP衍生单位(%)[本文作者认为:HbA1c检测结果应采用NGSP单位(%)和根据IFCC2NGSP主导公式计算得出的IFCC衍生单位(mmol/mol)];④如果进行

(下述)证明平均血糖是一个中的“平均血糖研究”更为重要而特异的标准,则可根据HbA1c结果计算

出平均血糖值(A1cderivedaverageglucose,AD2AG),并将其作为HbA1c结果的注释在报告中标

明;⑤临床指南中对高血糖控制目标应采用IFCC单位、衍生的NGSP单位和ADAG。

在2007年9月第43届EASD年会上,报告了哈佛大学医学院DavidNathan领导的国际多中心合作的ADAG研究的初步研究结果,该研究项目对300例1型DM、300例2型DM和100名正常人采

(下转第601页)

。

鉴于NGSP参考系统是从混合的人类红细胞中

提取GHb作为参照物,用于不同实验室、检测方法

　国际内科学杂志2008年10月第35卷第10期

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・601・

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(编辑:蒋　妍)

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用连续4个月(每周3d,每天7次)外周毛细血管血糖监测和每月48h持续血糖检测系统(CGMS)观察HbA1c和平均血糖之间的关系。在4个月内,每例平均用外周毛细血管血糖监测2700个时间点,用动态CGMS监测2400个时间点,HbA1c监测5次。对已完成的427例受试者(224例1型DM、125例2型DM和78名正常人)的结果进行分析,建立了一个回归方程将HbA1c值转换为估计的平均血糖值(eAG),eAG=24189×HbA1c245136,这种相关性不受年龄、性别、种族及吸烟等因素影响。

目前HbA1c检测的标准化势在必行,但是怎样进行HbA1c检测的标准化?应该以何种参考系统作为标准?如何将HbA1c标准化的检测程序简单化,使其适用于临床检验?如何提高广大患者和医务工作者对标准化HbA1c的认识,使其更好地为临床服务?这些问题目前仍然存在争议,有待解决。但可以预计,在评价患者血糖控制水平方面,将会出现某些概念性的变化。6　结　语

综上所述,HbA1c在DM的诊断、治疗和病情监测中具有十分重要的作用,尤其是实行标准化后,其结果在全球范围内具有可比性,更有助于DM诊治的国际交流与合作。

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(编辑:蒋　妍)